开题报告-电火花线切割加工试验及参数优化分析

扬州大学广陵 学院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计 (论文 )题目： 电火花线切割加工工艺设计及试验 指 导 老 师： 2014 年 3 月 12 日 扬州大学广陵学院本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题 目 电火花线切割 加工 工艺设计及试验 题目来源 指导老师出题 题目类型 为结合科研 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化 开 题报告内容：（调研资料的准备与总结，研究目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段 、 内容及时间安排；完成毕业设计（论文）所具备的条件因素等。） 本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 随着科学技术的进步，具有复杂三维型面及难加工材料零件的应用越来越广泛，普通的机械加工难以满足要求，而特种加工中的电火花线切割加工具有加工效率高 成形精度高，可加工任何导电材料的特 性，在特种加工中具有重要地位，在现代制造业中有重要应用。 本毕业设计课题进行电火花线切割加工小孔及三维型面机理试验，熟悉其加工特性，进行加工参数优化，为其实际应用建立工艺基础。 本毕业设计（论文）课题工作进度计划 ： 起止日期 工 作 内 容 1 周 2 周 3 周 4 周 5 9 13 周 查阅资料，熟悉课题要求，熟悉电火花加工的基本原理； 完成外文资料的翻译； 绘制电火花 线切割 加工系统原理图； 进行加工试验电极及试件的准备工作； 进行电火花 线切割 加工试验，并对试验结果整理，分析讨论； 撰写论文，指导老师审阅； 准备毕业论文答辩； 文 献 综 述 一引言： 电火花线切割机（ 称 属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于 1960 年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。 基本物理原理 自由正离子和电子在 场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到 8000 到 12000 度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过 制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸 大小及形状精度的产品。 二分类 ： 电 火 花 线 切 割 机 按 走 丝 速 度 可 分 为 高 速 往 复 走 丝 电（ 称“快走 丝 ” ） 、 低 速 单 向 走 丝 花 线 切 割（ 称“慢走丝”和 立 式 自 旋 转 电 火 花 线 切 割 机（ 类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型（俗称龙门型） 三电火花线切割工艺参数的研究： 数控电火花线切割工艺参数的选择，决定着切割质量、切割速度和钼丝的损耗率等，进而影响加工的其它工艺指标。正确使用数控电火花线切割机进行高质量的快速切割，必须对切割工艺参数深刻地理解和掌握。 对加工质量具有明显影响的工艺参数主要包括脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔、走丝速度等，通常需要在保证表面质量、尺寸精度的前提下，尽量提高加工效 率。 （）脉冲电流： 脉冲电源直接决定了切割的厚度和速度，即切割能力，同时脉冲电流决定了加工表面质量。电火花线切割加工表面由大量放电坑堆积而成，放电坑的形状和尺寸决定了表面粗糙度的大小，而放电坑的形成与脉冲电流直接相关。脉冲宽度的大小标志着单个脉冲能量的强弱，因此脉冲电流对加工表面粗糙度的影响最显著。因为粗糙度的优劣取决于放电坑的大小，因此，在选择电参数时，脉冲宽度是首 选，通过缩短脉冲宽度来减小放电能量进而降低表面粗糙度。 ）脉冲间隔： 脉冲间隔对切割速度影响较大，脉冲间隔越小，单位时间放电加工的次数越多，因而切割速度也越高。同时，电参数选择不当也是引起断丝的一个重要原因。所以要根据工件厚度选择合理的电参数，将脉冲间隔拉开一些，有利于熔化金属微粒的排出，同时峰值电流和空载电压不宜过高，否则使单个脉冲能量变大，切割速度加快，容易产生集中放电和拉弧，引起断丝。根据工件厚度选择合适的脉冲间隔：脉冲间隔不能太小，否则容易产生短路，也不利于冷却和电蚀物的排出；脉冲间隔过大，将影响 表面粗糙度及加工速度。当切割厚度较大的工件时，应尽量选用大脉宽电流，适当加大脉冲间隔，以充分消除放电产物，形成稳定切割。要增强排屑效果，提高切割的稳定性，一般脉冲间隔在范围内基本能适应各种加工条件。 ）切割速度： 走丝速度对切割速度具有一定影响，随着走丝速度的提高，切割速度将明显增加。但是，高速度会引起电极丝较大的振动而使工件表面质量恶化。因此，在保证加工质量的前提下，选择一个具有适当加工速度的合理走丝速度，一般走丝速度在。 最佳切割速度范围可按照设备说明选定或用试验来确定， 由于材料的厚薄度，材质不同，熔点高低，热导率大小以及熔化后的表面张力等因素，切割速度也相应的变化。 ）加工电压： 一般认为电源正常输出电压即为切割电压。线切割机通常有较高的空载电 压和工作电压，当电流一定时，电压的提高意味着切割能力的提高，但是易造成电极丝振动，工件表面粗糙度变差，加工精度有所降低。一般选择原则如下： 高度在以下的工件，加工电压选择在；高度在的工件，加工电压选择在；高度在以上的工件，加工电压选择在。 四电火花线切割的应用范围 在目前的 生产中，数控电火花线切割技术应用广泛，不仅是因其加工效率高精度高，更重要的是其加工范围广泛。数控电火花线切割可加工下列工件： 1、电火花成形用电极 线切割技术适合加工一般穿孔加工用、带锥度型腔加工用及微细复杂形状的电极，同时还有铜钨、银钨合金之类的电极材料。 2、模具 适用于加工各种形状的冲模、注塑模、挤压模、粉末冶金模、弯曲模等。 3、零件 适合于线切割加工的零件： 1)各种形状孔及键槽； 2)齿轮内外齿形